Circulation océanique I

Dimension: px

Commencer à balayer dès la page:

Download "Circulation océanique I"

Clémence Gauthier
il y a 6 ans
Total affichages :

1 Laboratoire de Physique des Océans Université de Bretagne Occidentale M2 / Master PMMC. Année universitaire

2 Plan 1 Introduction 2 Couches limites dans l océan (Ekman). 3 Modèles de l eau peu profonde et quasi-géostropique (Charney-Obukhov). 4 Circulation barotrope intérieure (Sverdrup). 5 Courants de bords disisipatifs (Munk, Stommel). 6 Circulations plus inertielles (Charney, Fofonoff). 7 Au delà de la circulation stationnaire (, modes de bassins).

3 Au delà de la circulation stationnaire (, modes de bassins)

4 Outline Plan du cours 1 2

5 Ω=2f k g ρ 1 ρ 2 h η couche active couche au repos

6 QG L équation de la vorticité potentielle s écrit : ( t 2 ψ ψ ) Rd 2 + β x ψ = f 0w E H. Si l on considère le premier mode barocline R d 40 km. À l échelle du bassin on peut donc faire l hypothèse des ondes de Rossby longues : t ψ R 2 d + β x ψ = f 0w E H. Cette approximation filtre les ondes courtes qui propagent de l énergie vers l est.

7 Outline Plan du cours 1 2

8 Établissement de la circulation On va s intéresser à la mise en mouvement de l océan à partir d une situation de repos sans vent (t < 0) quand celui ci apparaît à t 0. On suppose que le forçage dû au vent est de la forme : w E = w 0 (y)θ(t), où θ(t) est la fonction de Heaviside. Dans l approximation des ondes longues, en négligeant le bord ouest t ψ R 2 d + β x ψ = f 0w 0 H θ(t), ψ(x e, y) = ψ e = 0 On peut résoudre ce problème aux valeurs initiales en passant par une transformée de Laplace.

9 ψ(x, y; t) = f 0w 0 (y) H = f 0w 0 (y) H x x e β, si t > x e x βrd 2, θ(t)( R2 d t) si t < x e x βrd 2, Dès que l onde passe, elle ajuste la circulation. Avant qu elle n arrive, il y a approfondissement local de la thermocline justqu à l arrivée de l onde.

11 Réflexion sur le bord ouest Les ondes longues se réfléchissent en ondes courtes sur le bord ouest car les ondes longues transportent de l énergie vers l ouest et les ondes courtes vers l est. Ces dernières sont de petite échelle et sentent donc la dissipation. Elles permettent l ajustement du courant de bord.

12 Outline Plan du cours 1 2

13 On s intéresse aux mouvements non stationnaires en l absence de forçage et de dissipation. L équation de la vorticité potentielle s écrit : t ( 2 ψ ψ R 2 d ) + β x ψ = 0. Dans le cas barotrope, i.e. R d, les conditions aux limites sont ψ b = 0. Dans le cas barocline, les conditions aux limites sont ψ = ψ b (t) où ψ b (t) est tel que le volume soit conservé D dx dy ψ = 0.

14 Outline Plan du cours 1 2

15 Les modes de bassins sont solutions de : iω 2 ψ + β x ψ = 0, ψ b = 0. Il vient : φ = e iβx ω ( ) mπx sin sin L x ( nπy L y ), ω = β 2π m 2 + n 2 La présence de frontière induit une quantification des fréquences.il y a un ensemble discret de modes (dénombrables mais en nombre infini).

17 Outline Plan du cours 1 2

18 On se place dans la limite Bu = R 2 d /L2 x 0. T T R m = βrd 2 où T R est le temps que mets une onde de Rossby longue pour traverser le bassin. L x

19 LATITUDE LONGITUDE LATITUDE LONGITUDE LATITUDE LONGITUDE

20 Outline Plan du cours 1 2

22 Observations récentes Observations de Chelton et Schlax : les vitesses de phases des ondes longues sont supérieures à celles prédites par la théorie linéaire classique.

Documents pareils

FORD C-MAX + FORD GRAND C-MAX CMAX_Main_Cover_2013_V3.indd 1-3 22/08/2012 15:12

FORD C-MAX + FORD GRAND C-MAX CMAX_Main_Cover_2013_V3.indd 1-3 22/08/2012 15:12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12,999,976 km 9,136,765 km 1,276,765 km 499,892 km 245,066 km 112,907 km 36,765 km 24,159 km 7899 km 2408 km 76 km 12 14 16 1 12 7 3 1 6 2 5 4 3 11 9 10 8 18 20 21 22 23 24 26 28 30